【正文】 .....18圖 26組合式斗桿 ......................................................19圖 27整體式斗桿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 ..............................................19圖 28組合式斗桿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 ..............................................19圖 29反鏟式鏟斗基本形式 ..............................................20圖 210反鏟式鏟斗常用形式 .............................................20圖 211鏟斗主要參數(shù)示意圖 .............................................21圖 213反鏟機(jī)構(gòu)自身幾何參數(shù)的計(jì)算簡(jiǎn)圖 .................................22圖 215F點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算簡(jiǎn)圖 ................................................24圖 216斗桿機(jī)構(gòu)擺角計(jì)算簡(jiǎn)圖 ...........................................26圖 217鏟斗連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比計(jì)算簡(jiǎn)圖 .....................................28圖 218斗齒尖坐標(biāo)方程推導(dǎo)簡(jiǎn)圖 .........................................30圖 219最大挖掘深度計(jì)算簡(jiǎn)圖 ...........................................33圖 220最大卸載高度計(jì)算簡(jiǎn)圖 ...........................................33圖 221最大挖掘半徑及停機(jī)面最大挖掘半徑計(jì)算簡(jiǎn)圖 .......................34圖 31雙泵雙回路液壓系統(tǒng)圖 ............................................39圖 1挖掘機(jī)液壓原理圖 ..................................................44圖 2挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)方案圖 ..................................................45圖 3挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 ..................................................46反鏟式挖掘機(jī)挖掘機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 表格清單表 11設(shè)計(jì)參數(shù) ........................................................................................................14表 12挖掘機(jī)機(jī)體尺寸與工作尺寸 ........................................................................15表 21挖掘機(jī)機(jī)構(gòu)的參數(shù) ........................................................................................23表 31主油泵相關(guān)參數(shù) ............................................................................................38表 32齒輪泵 CBB20相關(guān)參數(shù) ..............................................................................38引 言挖掘機(jī)被稱為機(jī)械之王，在國(guó)家建設(shè)中起到舉足輕重的作用。反鏟式挖掘機(jī)只是挖掘機(jī)其中的一種，回顧我國(guó)挖掘機(jī)發(fā)展歷史：我國(guó)的挖掘機(jī)生產(chǎn)起步較晚，從 1954 年撫順挖掘機(jī)廠生產(chǎn)第一臺(tái)斗容量為 1m3。的機(jī)械式單斗挖掘機(jī)至今，大體上經(jīng)歷了測(cè)繪仿制、自主研制開(kāi)發(fā)和發(fā)展提高等三個(gè)階段。新中國(guó)成立初期，以測(cè)繪仿制前蘇聯(lián) 20 世紀(jì) 30～40 年代的W50W50W100W1002 等型機(jī)械式單斗挖掘機(jī)為主，開(kāi)始了我國(guó)的挖掘機(jī)生產(chǎn)歷史。由于當(dāng)時(shí)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，先后建立起十多家挖掘機(jī)生產(chǎn)廠。1967 年開(kāi)始，我國(guó)自主研制液壓挖掘機(jī)。早期開(kāi)發(fā)成功的產(chǎn)品主要有上海建筑機(jī)械廠的 WYl00型、貴陽(yáng)礦山機(jī)器廠的 W460 型、合肥礦山機(jī)器廠的 WY60 型挖掘機(jī)等。隨后又出現(xiàn)了長(zhǎng)江挖掘機(jī)廠的 WYl60 型和杭州重型機(jī)械廠的 WY250 型挖掘機(jī)等。它們?yōu)槲覈?guó)液壓挖掘機(jī)行業(yè)的形成和發(fā)展邁出了極其重要的一步。至 20 世紀(jì) 80 年代末，我國(guó)挖掘機(jī)生產(chǎn)廠已有 30 多家，生產(chǎn)機(jī)型達(dá) 40 余種。中、小型液壓挖掘機(jī)已形成系列，斗容有 ～ m3等 12 個(gè)等級(jí)、20 多種型號(hào)，還生產(chǎn) 10m12m 3機(jī)械傳動(dòng)單斗挖掘機(jī)，1m 3隧道挖掘機(jī)，4m 3長(zhǎng)臂挖掘機(jī)，1000m 3／h 的排土機(jī)等，還開(kāi)發(fā)了斗容量 ，斗容、 m m 3的水陸兩用挖掘機(jī)等。但總的來(lái)說(shuō)，我國(guó)挖掘機(jī)生產(chǎn)的批量小、分散，生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品質(zhì)量等與國(guó)際先進(jìn)水平相比，有很大的差距。　　改革開(kāi)放以來(lái)，積極引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，以促進(jìn)我國(guó)挖掘機(jī)行業(yè)的發(fā)展。其中貴陽(yáng)礦山機(jī)器廠、上海建筑機(jī)械廠、合肥礦山機(jī)器廠、長(zhǎng)江挖掘機(jī)廠等分別引進(jìn)德國(guó)利勃海爾(Liebherr)公司的A91R91R942 、A922 、R92R962 、R97 R982 型液壓挖掘機(jī)制造技術(shù)。稍后幾年，杭州重型機(jī)械廠引進(jìn)德國(guó)德瑪克(Demag)公司的 H55 和 H85 型液壓挖掘機(jī)生產(chǎn)技術(shù)，北京建筑機(jī)械廠引進(jìn)德國(guó)奧加凱(0amp。K)公司的 RH6 和 MH6 型液壓挖掘機(jī)制造技術(shù)。與此同時(shí)，還有山東推土機(jī)總廠、黃河工程機(jī)械廠、江西長(zhǎng)林機(jī)械廠、山東臨沂工程機(jī)械廠等聯(lián)合引進(jìn)了日本小松制作所的PC100、PC1PC200 、PC2PC300 、PC400 型液壓挖掘機(jī)(除發(fā)動(dòng)機(jī)外) 的全套制造技術(shù)。這些廠通過(guò)數(shù)年引進(jìn)技術(shù)的消化、吸收、移植，使國(guó)產(chǎn)液壓挖掘機(jī)產(chǎn)品性能指標(biāo)全面提高到 20 世紀(jì) 80 年代的國(guó)際水平，產(chǎn)量也逐年提高。由于國(guó)內(nèi)對(duì)液壓挖掘機(jī)需求量的不斷增加且多樣化，在國(guó)有大、中型企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，牽動(dòng)了一些其他機(jī)械行業(yè)的制造廠加入液壓挖掘機(jī)行業(yè)。近年來(lái)，隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度在全國(guó)各地的日益加大，中國(guó)挖掘機(jī)市場(chǎng)進(jìn)入蓬勃發(fā)展階段，亟須掌握專業(yè)知識(shí)技能的優(yōu)秀挖掘機(jī)操作手。 ”中國(guó)工程機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)祁俊日前指出，我國(guó)堪稱“世界上最大的建設(shè)工地 ”，我國(guó)挖掘機(jī)市場(chǎng)也進(jìn)入高速發(fā)展階段。與此同時(shí)，挖掘機(jī)的節(jié)能降耗的重要性也愈發(fā)明顯。節(jié)能環(huán)保成工程機(jī)械發(fā)展方向：節(jié)能減排、綠色環(huán)保已成為每個(gè)行業(yè)的熱點(diǎn)話題，工程機(jī)械行業(yè)也不例外，中國(guó)工程機(jī)械企業(yè)紛紛推出蘊(yùn)含“技術(shù)創(chuàng)新” 、 “環(huán)保”、 “再制造”等概念的新產(chǎn)品，意味著整個(gè)行業(yè)向綠色、智能轉(zhuǎn)型的同時(shí)，節(jié)能減排、綠色環(huán)保已經(jīng)滲入到整個(gè)行業(yè)的發(fā)展中。反鏟式挖掘機(jī)挖掘機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 10 第 1 章 液壓挖掘機(jī) 挖掘機(jī)的類型 挖掘機(jī)械的類型與構(gòu)造形式繁多，可按照挖掘工作原理與過(guò)程、用途、構(gòu)造特征進(jìn)行劃分。 按照用于，單斗挖掘機(jī)分為：建筑型、采礦型和剝離型等。建筑型挖掘機(jī)一般可裝置各種不同的工作裝置，進(jìn)行多種作業(yè)，故又稱通用式。 按照動(dòng)力裝置，挖掘機(jī)有電驅(qū)動(dòng)、內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)和符合驅(qū)動(dòng)等，以一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)帶支挖掘機(jī)全部機(jī)構(gòu)為單機(jī)驅(qū)動(dòng)式，以若干發(fā)動(dòng)機(jī)分別帶動(dòng)各個(gè)主要機(jī)構(gòu)為多驅(qū)動(dòng)式。按照傳動(dòng)方式，挖掘機(jī)分為機(jī)械傳動(dòng)式、液壓傳動(dòng)式和混合傳動(dòng)式。挖掘機(jī)的行走裝置型式有：履帶式、輪胎式、汽車式、步行式、軌道式、拖式等。單斗挖掘機(jī)工作裝置的型式很多，常用的基本型式，對(duì)于機(jī)械挖掘機(jī)有：正鏟、反鏟、拉鏟和起重吊鉤等以下如圖所示挖掘機(jī)基本類型：1圖 11機(jī)械式單斗挖掘機(jī)2圖 12連續(xù)作業(yè)式挖掘機(jī)3圖 13單斗液壓挖掘機(jī) 液壓挖掘機(jī)的基本組成和工作原理液壓挖掘機(jī)的種類很多，單斗液壓挖掘機(jī)算是其中一個(gè)代表,如圖 14。單斗挖掘機(jī)是一種采用液壓傳動(dòng)并以一個(gè)鏟斗進(jìn)行挖掘作業(yè)的機(jī)械。它是在機(jī)械傳動(dòng)單斗挖掘機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，是目前挖掘機(jī)中重要的品種。它的作業(yè)過(guò)程是以鏟斗的切削刃切削土壤并將土裝入斗內(nèi)，斗裝滿后提升，回轉(zhuǎn)至卸土的位置進(jìn)行卸土，卸空后鏟斗再回轉(zhuǎn)并下降到挖掘面進(jìn)行下一次挖掘。當(dāng)挖掘機(jī)挖完一段土后，機(jī)械移位，以便繼續(xù)工作，因此，是一種周期作業(yè)的自行式土方機(jī)械。 單斗液壓挖掘機(jī)的基本組成單斗液壓挖掘機(jī)為了實(shí)現(xiàn)以上周期工作，液壓挖掘機(jī)必須有以下基本結(jié)構(gòu)：工作裝置、回旋機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)裝置（液壓部分） 、操作裝置、行走裝置等。單斗液壓挖掘機(jī)基本組成：由轉(zhuǎn)臺(tái)及轉(zhuǎn)臺(tái)上部的結(jié)構(gòu)、底架及行走系、工作裝置等三大部分組成?；剞D(zhuǎn)平臺(tái)：由回轉(zhuǎn)平臺(tái)、液壓傳動(dòng)裝置、伺服操縱裝置、動(dòng)力裝置、司機(jī)室、空調(diào)系統(tǒng)、電器系統(tǒng)等組成。 工作裝置：由動(dòng)臂、斗桿、鏟斗、連桿、搖桿、油缸等組成。行走裝置：由車架、支重輪、托鏈輪、導(dǎo)向輪、張緊裝置、履帶、行走機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)接頭等組成 。 動(dòng)作（五個(gè)動(dòng)作及其復(fù)合）——?jiǎng)颖凵?、斗柄轉(zhuǎn)動(dòng)、挖斗轉(zhuǎn)動(dòng)、轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)及行走。 單斗液壓挖掘機(jī)的工作原理液壓挖掘機(jī)與機(jī)械挖掘機(jī)的主要區(qū)別在于傳動(dòng)裝置的不同，以及由于傳動(dòng)的改變而一起的工作裝置機(jī)構(gòu)形式的不同。液壓挖掘機(jī)的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由液壓泵、液壓馬達(dá)、液壓缸、控制閥及油管等液壓元件組成。并且采用液壓分配器及各種控制閥來(lái)控制各種機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。圖 14所示為液壓挖掘機(jī)基本組成及傳動(dòng)示意圖。如圖所示，柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)液壓泵，把高壓油輸送給兩個(gè)分配閥，操作控制閥，將高壓油再送往有關(guān)液壓執(zhí)行元件（液壓缸或液壓馬達(dá)）驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的機(jī)構(gòu)工作。液壓挖掘機(jī)的工作原理采用連桿機(jī)構(gòu)原理，而各部分的運(yùn)動(dòng)則通過(guò)液壓缸的伸縮來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖 14所示為液壓挖掘機(jī)最常用的工作裝置——反鏟裝置。它由鏟斗 斗桿 動(dòng)臂 連桿 4以及相應(yīng)的三組液壓缸 7 組成。動(dòng)臂下鉸點(diǎn)鉸接在轉(zhuǎn)臺(tái)上，利用反鏟式挖掘機(jī)挖掘機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 動(dòng)臂液壓缸的伸縮，使動(dòng)臂繞動(dòng)臂下鉸點(diǎn)。挖掘作業(yè)時(shí)，接通回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)液壓馬達(dá)，轉(zhuǎn)動(dòng)上部轉(zhuǎn)臺(tái)，使工作裝置轉(zhuǎn)到挖掘地點(diǎn)，同時(shí)操縱動(dòng)臂液壓缸，小腔進(jìn)油液壓缸回縮，使動(dòng)臂下降至鏟斗接觸挖掘面為止，然后操縱斗桿液壓缸和鏟斗液壓缸，液壓缸大腔進(jìn)油而伸長(zhǎng)，使鏟斗進(jìn)行挖掘和裝載工作。斗裝滿后，將斗桿液壓缸和鏟斗液壓缸停動(dòng)并操縱動(dòng)臂液壓缸大腔進(jìn)油，使動(dòng)臂升離挖掘面，隨之接通回轉(zhuǎn)馬達(dá)，使斗轉(zhuǎn)到卸載地點(diǎn)，再操縱，斗桿和鏟斗液壓缸回縮，使鏟斗反轉(zhuǎn)進(jìn)行卸土。卸完后，將工作裝置轉(zhuǎn)至挖掘地點(diǎn)進(jìn)行第二次挖掘工作。4圖 14液壓挖掘機(jī)基本組成與傳動(dòng)示意圖1—鏟斗； 2—斗桿 ；3—?jiǎng)颖郏?4—連桿 ；7—液壓缸；Ⅰ—挖掘裝置 ；Ⅱ—回轉(zhuǎn)裝置；Ⅲ—行走裝置； 反鏟式挖掘機(jī)反鏟式挖掘機(jī)是最常見(jiàn)的挖掘機(jī)一種，廣泛用于建筑領(lǐng)域，主要用于平整路面、深挖基坑等。以下我們介紹一下反鏟式挖掘機(jī)。圖 15為反鏟式挖掘機(jī)5圖 15反鏟式挖掘機(jī)反鏟裝置是中小型液壓挖掘機(jī)的主要工作裝置。如圖 16所示。目前廣泛應(yīng)用的斗容在 。6圖 16 液壓挖掘機(jī)反鏟裝置1動(dòng)臂；2斗桿；3鏟斗；6動(dòng)臂、斗桿及鏟斗液壓缸；7連桿機(jī)構(gòu)液壓挖掘機(jī)反鏟裝置由動(dòng)臂 斗桿 鏟斗 8以及動(dòng)臂液壓缸 斗桿液壓缸液壓缸 6和連桿機(jī)構(gòu) 7等組成。其構(gòu)造特點(diǎn)是各部件之間的聯(lián)系全部采用鉸接，通過(guò)液壓缸的伸縮來(lái)實(shí)現(xiàn)挖掘過(guò)程中的各種動(dòng)作。反鏟式挖掘機(jī)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖反鏟式挖掘機(jī)挖掘機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 7圖 17反鏟式挖掘機(jī)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖自由度的計(jì)算活動(dòng)構(gòu)件數(shù) n=9低副 PL=12 高副 PH=0厡動(dòng)機(jī)件有 3自由度 F=3n2PLPH (11) =39212=3 液壓挖掘機(jī)主要參數(shù)中最重要的參數(shù)有三個(gè)，即斗容、整機(jī)重量、和發(fā)動(dòng)機(jī)功率。標(biāo)準(zhǔn)斗容量：指挖掘機(jī)三級(jí)或容量為 18000 N/m3的土壤時(shí)，鏟斗堆尖時(shí)的斗容量。為充分發(fā)揮挖掘機(jī)的挖掘力，對(duì)于不同等級(jí)或容量的土壤可以配備相應(yīng)不同的斗容量的鏟斗。整機(jī)重量：是指帶標(biāo)準(zhǔn)反鏟或正鏟工作裝置和標(biāo)準(zhǔn)行走裝置時(shí)的整機(jī)工作質(zhì)量。發(fā)動(dòng)機(jī)功率：指發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率（12 小時(shí)工作） ，即正常運(yùn)轉(zhuǎn)條件下本身消耗以外的輸出凈功率。由設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)給出以上主要參數(shù)：斗容： 立方米；整機(jī)重量 5噸；發(fā)動(dòng)機(jī)功率 60千瓦。 參考卡特 CT857B 挖掘機(jī)參數(shù)設(shè)定挖掘機(jī)的參數(shù)如下1表 11設(shè)計(jì)參數(shù)鏟斗容量 整機(jī)重量 發(fā)動(dòng)機(jī)功率179。 5t 60KW尺寸參數(shù)的選擇以液壓挖掘機(jī)的機(jī)重為指標(biāo)，用以下公式近似確定：線尺寸參數(shù)： Li=kl3G面積參數(shù)： Si=ksi32G體積參數(shù)： Vi= vi (12)式中， kli， si， vi分別是各個(gè)線向、面積、體積尺寸經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，查《單斗